JP2013164003A - Engine cooling device - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To determine whether there is anything unusual in a cooling liquid circulation state in an outside passage for allowing a cooling liquid for a water jacket for an engine to be extracted and then returned.SOLUTION: An engine cooling device includes: an engine outside passage for allowing a cooling liquid for a water jacket of an engine to be extracted and then returned; a control valve for controlling a circulation amount of the cooling liquid for the water jacket; an electric water pump for circulating the cooling liquid; and a control part for controlling the electric water pump. The control part determines whether there is anything unusual in a cooling liquid circulation state in an outside passage based on a change in a rotation speed of the electric water pump when a driving duty of the electric water pump is constant.

Description

本発明は、エンジンのウォータジャケットの冷却液を取り出してから戻すためのエンジンの外部通路と、前記ウォータジャケットの冷却液流量を制御するための制御弁と、冷却液を流動させるための電動式ウォータポンプと、この電動式ウォータポンプを制御する制御部とを備えるエンジン冷却装置に関する。   The present invention relates to an external passage of an engine for taking out and returning a coolant from an engine water jacket, a control valve for controlling a coolant flow rate of the water jacket, and an electric water for flowing the coolant. The present invention relates to an engine cooling device including a pump and a control unit that controls the electric water pump.

例えば特許文献1には、エンジンの冷却水を循環させる通路に設けられるサーモスタットの作動異常を検出する異常検出装置が開示されている。なお、前記サーモスタットは、前記通路の冷却水の温度が所定温度よりも低いときに通路を閉じ、所定温度と同じか高いときに通路を開くように作動する。   For example, Patent Document 1 discloses an abnormality detection device that detects an operation abnormality of a thermostat provided in a passage through which engine coolant is circulated. The thermostat operates to close the passage when the temperature of the cooling water in the passage is lower than a predetermined temperature and open the passage when the temperature is equal to or higher than the predetermined temperature.

この特許文献1では、冷却水の温度が所定温度よりも低いとき、つまりサーモスタットが正常に作動しているならば閉じている状況において、電動ポンプが作動していない状態で前記通路の冷却水の第1圧力を圧力センサで検出し、前記電動ポンプを作動させてから定常状態になるまでの期間を待機してから前記通路の冷却水の第2圧力を前記圧力センサでそれぞれ検出する。   In Patent Document 1, when the temperature of the cooling water is lower than a predetermined temperature, that is, when the thermostat is operating normally, the cooling water in the passage is closed in a state where the electric pump is not operating in a closed state. The first pressure is detected by the pressure sensor, and after waiting for a period from when the electric pump is operated until it reaches a steady state, the second pressure of the cooling water in the passage is detected by the pressure sensor.

そして、前記第2圧力から前記第1圧力を減じた結果が、第1基準値よりも高ければ前記サーモスタットが開いたまま閉じなければ異常であると判定する一方、第1基準値よりも低ければ前記サーモスタットが正常に作動して閉じていると判定するようにしている。   If the result of subtracting the first pressure from the second pressure is higher than the first reference value, it is determined that the thermostat is abnormal unless the thermostat is opened and closed, whereas if the result is lower than the first reference value. It is determined that the thermostat is operating normally and closed.

特開2006−233809号公報JP 2006-233809 A

上記特許文献1では、サーモスタットが開故障(開いたまま不動となる故障)しているか否かを判定するものであって、その判定ロジックとして、電動ポンプの作動時における通路の冷却水の第1圧力と、電動ポンプの非作動時における冷却水の第2圧力との差を調べる形態にしているために、新たに圧力センサを設置する必要があるなど、設備コストが嵩むことが懸念される。   In the above-mentioned Patent Document 1, it is determined whether or not the thermostat has an open failure (a failure that does not move while being open). As the determination logic, the first cooling water in the passage during the operation of the electric pump is used. Since the difference between the pressure and the second pressure of the cooling water when the electric pump is not in operation is examined, there is a concern that the equipment cost will increase, such as the need to newly install a pressure sensor.

このような事情に鑑み、本発明は、エンジンのウォータジャケットの冷却液を取り出してから戻すためのエンジンの外部通路と、前記ウォータジャケットの冷却液流量を制御するための制御弁と、冷却液を流動させるための電動式ウォータポンプと、この電動式ウォータポンプを制御する制御部とを備えるエンジン冷却装置において、構成要素を増やすことなく、前記外部通路での冷却液流通状態の異常の有無を判定可能とすることを目的としている。   In view of such circumstances, the present invention provides an external passage of the engine for taking out and returning the coolant of the engine water jacket, a control valve for controlling the coolant flow rate of the water jacket, and the coolant. In an engine cooling device including an electric water pump for flowing and a control unit for controlling the electric water pump, it is determined whether there is an abnormality in the coolant flow state in the external passage without increasing the number of components. The purpose is to make it possible.

本発明に係るエンジン冷却装置は、エンジンのウォータジャケットの冷却液を取り出してから戻すためのエンジンの外部通路と、前記ウォータジャケットの冷却液流量を制御するための制御弁と、冷却液を流動させるための電動式ウォータポンプと、この電動式ウォータポンプを制御する制御部とを備え、前記制御部は、前記電動式ウォータポンプの駆動デューティーが一定であるときの当該電動式ウォータポンプの回転数変化に基づいて前記外部通路での冷却液流通状態の異常の有無を判定する、ことを特徴としている。   An engine cooling apparatus according to the present invention includes an external passage of an engine for taking out and returning a coolant of an engine water jacket, a control valve for controlling a coolant flow rate of the water jacket, and a flow of the coolant. An electric water pump for controlling the electric water pump, and a control unit for controlling the electric water pump, wherein the control unit changes the rotational speed of the electric water pump when the driving duty of the electric water pump is constant. The presence or absence of an abnormality in the coolant flow state in the external passage is determined based on the above.

なお、前記外部通路での冷却液流通状態の異常とは、前記制御弁が作動不良になっていたり、あるいは通路が目詰まりしていたりするといったことが挙げられる。前記制御弁の作動不良としては当該制御弁が閉弁したまま作動しなくなる閉故障のことが挙げられる。   The abnormality in the coolant flow state in the external passage includes that the control valve is malfunctioning or the passage is clogged. The malfunction of the control valve includes a closed failure in which the control valve does not operate with the valve closed.

このような構成では、前記冷却液流通状態に異常が発生している場合に、そのことを比較的簡単な制御ロジックで認識することが可能になるので、エンジン冷却装置の設備コストの増大を抑制することが可能になる。   In such a configuration, when an abnormality occurs in the coolant flow state, it is possible to recognize this with a relatively simple control logic, thereby suppressing an increase in equipment cost of the engine cooling device. It becomes possible to do.

好ましくは、前記外部通路は、途中に前記電動式ウォータポンプが設けられかつ前記両ウォータジャケットから排出される冷却液をラジエータを通して前記両ウォータジャケットに戻すためのラジエータ通路と、このラジエータ通路に前記ラジエータをバイパスするように接続されるラジエータバイパス路と、前記ラジエータ通路において前記ラジエータよりも冷却液流通方向下流側と前記ラジエータバイパス路の下流側接続部との間に設けられるラジエータ用サーモスタットとを備える、構成とすることができる。   Preferably, the external passage is provided with an electric water pump on the way and a radiator passage for returning the coolant discharged from the two water jackets to the two water jackets through the radiator, and the radiator passage to the radiator passage. A radiator bypass path connected so as to bypass the radiator, and a radiator thermostat provided between the radiator passage in the coolant flow direction downstream side of the radiator and a downstream side connection portion of the radiator bypass path. It can be configured.

ここでは、外部通路の構成を特定している。この特定により、冷却液の流通経路が明確になる。   Here, the configuration of the external passage is specified. By this specification, the flow path of the coolant becomes clear.

好ましくは、前記ラジエータ通路の冷却液導入部寄りには、当該冷却液導入部寄りの冷却液の温度を前記エンジン出口冷却液温度として検出して前記制御部に入力する温度センサが設置される、構成とすることができる。   Preferably, a temperature sensor that detects the temperature of the coolant near the coolant introduction part as the engine outlet coolant temperature and inputs it to the control part is installed near the coolant introduction part of the radiator passage. It can be configured.

ここでは、エンジン出口冷却液温度を検出するための温度センサの配置を特定している。なお、ラジエータ通路の冷却液導入部寄りは、前記ウォータジャケットから冷却液が取り出されて直ぐの場所であるから、当該冷却液還流部寄りの冷却液温度はエンジン出口冷却液温度と言える。   Here, the arrangement of the temperature sensor for detecting the engine outlet coolant temperature is specified. Since the coolant introduction part of the radiator passage is a place immediately after the coolant is taken out from the water jacket, the coolant temperature near the coolant recirculation part can be said to be the engine outlet coolant temperature.

好ましくは、前記制御弁は、冷却液温度の高低に応じて開閉作動するサーモスタットとされ、前記制御部は、前記エンジン出口冷却液温度が前記サーモスタットの開弁温度未満であるときと前記開弁温度以上であるときとにおいて、一定のデューティー比のPWM信号で駆動されている前記電動式ウォータポンプの回転数をそれぞれ検出し、当該検出した両方の回転数の乖離値が所定値以下であるときに前記制御弁が閉故障していると認識する、構成とすることができる。   Preferably, the control valve is a thermostat that opens and closes according to a level of a coolant temperature, and the control unit is configured so that the engine outlet coolant temperature is lower than the valve opening temperature of the thermostat and the valve opening temperature. When the number of rotations of the electric water pump driven by a PWM signal having a constant duty ratio is detected and the difference between the detected rotation numbers is equal to or less than a predetermined value It can be configured to recognize that the control valve is closed.

なお、サーモスタットとは、自動車関連業界において温度感知型の自動開閉弁のことを意味している。この場合、前記制御部により前記制御弁を開閉作動させる制御ロジックが不要となり、設備コストの低減に貢献できるようになる。   The thermostat means a temperature sensing type automatic opening / closing valve in the automotive industry. In this case, a control logic for opening and closing the control valve by the control unit is not necessary, and it is possible to contribute to a reduction in equipment cost.

ところで、例えば制御弁が閉弁している状態で電動式ウォータポンプを一定のデューティー比のPWM信号で駆動している場合において、前記制御弁が正常に開弁されると、当該制御弁を設置している通路の断面積が増えるので、圧力損失が小さくなり、電動式ウォータポンプの回転数が上がることになる。しかしながら、仮に、前記制御弁が作動不良により開弁しなければ、電動式ウォータポンプの回転数はほとんど変化しなくなる。   By the way, for example, when the electric water pump is driven by a PWM signal having a constant duty ratio while the control valve is closed, the control valve is installed when the control valve is normally opened. Since the cross-sectional area of the passage is increased, the pressure loss is reduced and the rotational speed of the electric water pump is increased. However, if the control valve is not opened due to malfunction, the rotational speed of the electric water pump hardly changes.

このように、制御弁が閉弁状態から開弁状態あるいはその反対に切り替わるタイミングで電動式ウォータポンプの回転数の変化を調べれば、制御弁の作動不良の有無を認識することが可能になる。   Thus, if the change in the rotational speed of the electric water pump is examined at the timing when the control valve is switched from the closed state to the open state or vice versa, it is possible to recognize whether or not the control valve is malfunctioning.

好ましくは、前記制御弁は、切り替え信号に応答して開弁または閉弁されるものとされ、前記制御部は、前記切り替え信号が入力される前後において、一定のデューティー比のPWM信号で駆動されている前記電動式ウォータポンプの回転数をそれぞれ検出し、当該検出した両方の回転数の乖離値が所定値以下であるときに前記制御弁が閉故障していると認識する、構成とすることができる。   Preferably, the control valve is opened or closed in response to a switching signal, and the control unit is driven by a PWM signal having a constant duty ratio before and after the switching signal is input. Detecting the number of rotations of the electric water pump, and recognizing that the control valve is in a closed failure when the difference between the detected numbers of rotations is equal to or less than a predetermined value. Can do.

なお、ここでの制御弁は、前記サーモスタットなどのような自動開閉弁ではなく、電気的な切り替え信号の入力によって作動される弁とされている。   The control valve here is not an automatic opening / closing valve such as the thermostat but a valve that is actuated by the input of an electrical switching signal.

ところで、例えば制御弁が閉弁している状態で電動式ウォータポンプを一定のデューティー比のPWM信号で駆動している場合において、前記制御弁が正常に開弁されると、当該制御弁を設置している通路の断面積が増えるので、圧力損失が小さくなり、電動式ウォータポンプの回転数が上がることになる。しかしながら、仮に、前記制御弁が作動不良により開弁しなければ、電動式ウォータポンプの回転数はほとんど変化しなくなる。   By the way, for example, when the electric water pump is driven by a PWM signal having a constant duty ratio while the control valve is closed, the control valve is installed when the control valve is normally opened. Since the cross-sectional area of the passage is increased, the pressure loss is reduced and the rotational speed of the electric water pump is increased. However, if the control valve is not opened due to malfunction, the rotational speed of the electric water pump hardly changes.

このように、制御弁を閉弁状態から開弁状態あるいはその反対への切り替え信号の入力の前後で電動式ウォータポンプの回転数の変化を調べれば、制御弁の作動不良の有無を認識することが可能になる。   In this way, if the change in the rotational speed of the electric water pump is examined before and after the input of the switching signal from the closed state to the open state or vice versa, the presence or absence of malfunction of the control valve can be recognized. Is possible.

本発明は、エンジンのウォータジャケットの冷却液を取り出してから戻すためのエンジンの外部通路と、前記ウォータジャケットの冷却液流量を制御するための制御弁と、冷却液を流動させるための電動式ウォータポンプと、この電動式ウォータポンプを制御する制御部とを備えるエンジン冷却装置において、構成要素を増やすことなく、前記外部通路での冷却液流通状態の異常の有無を判定することが可能になる。したがって、エンジン冷却装置を比較的安価に提供することが可能になる。   The present invention relates to an external passage of an engine for taking out and returning a coolant from an engine water jacket, a control valve for controlling a coolant flow rate of the water jacket, and an electric water for flowing the coolant. In an engine cooling device that includes a pump and a control unit that controls the electric water pump, it is possible to determine whether there is an abnormality in the coolant flow state in the external passage without increasing the number of components. Therefore, the engine cooling device can be provided at a relatively low cost.

本発明に係るエンジン冷却装置の一実施形態の構成を模式的に示す図である。It is a figure showing typically composition of one embodiment of an engine cooling device concerning the present invention. 図1の電動式ウォータポンプを一定のデューティー比のPWM信号で駆動する場合において外部通路(ラジエータ通路7のブロック側冷却液還流部7b)の圧力損失の変化に対する電動式ウォータポンプの回転数の変化を示すグラフである。When the electric water pump of FIG. 1 is driven by a PWM signal having a constant duty ratio, the change in the rotational speed of the electric water pump with respect to the change in the pressure loss in the external passage (block side coolant recirculation portion 7b of the radiator passage 7). It is a graph which shows. 図1の制御部による制御弁の異常診断に関する説明に用いるフローチャートである。It is a flowchart used for the description regarding the abnormality diagnosis of the control valve by the control part of FIG. 図1の実施形態において制御弁が正常な場合のタイミングチャートである。It is a timing chart in case the control valve is normal in embodiment of FIG. 図1の実施形態において制御弁が異常な場合のタイミングチャートである。It is a timing chart in case the control valve is abnormal in the embodiment of FIG. 本発明に係るエンジン冷却装置の他実施形態で、制御弁を電子式サーモスタットとする場合の異常診断に関する説明に用いるフローチャートである。It is a flowchart used for description regarding abnormality diagnosis in another embodiment of the engine cooling device according to the present invention when the control valve is an electronic thermostat. 図6の実施形態において制御弁が正常な場合のタイミングチャートである。It is a timing chart in case the control valve is normal in the embodiment of FIG. 図6の実施形態において制御弁が異常な場合のタイミングチャートである。It is a timing chart in case the control valve is abnormal in the embodiment of FIG.

以下、本発明を実施するための最良の実施形態について添付図面を参照して詳細に説明する。   BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

図1から図5に、本発明の一実施形態を示している。この実施形態に示すエンジン1には、冷却液を外部に取り出してから戻すための冷却液循環経路として、エンジンの内部通路とエンジンの外部通路とが設けられている。   1 to 5 show an embodiment of the present invention. The engine 1 shown in this embodiment is provided with an internal passage of the engine and an external passage of the engine as a coolant circulation path for taking out the coolant and returning it to the outside.

前記内部通路は、エンジン1のシリンダブロック2内に設けられるウォータジャケット4と、エンジン1のシリンダヘッド3内に設けられるウォータジャケット5とを含んでいる。また、前記外部通路は、ラジエータ通路7と、ラジエータバイパス路8とを少なくとも含んでいる。   The internal passage includes a water jacket 4 provided in the cylinder block 2 of the engine 1 and a water jacket 5 provided in the cylinder head 3 of the engine 1. The external passage includes at least a radiator passage 7 and a radiator bypass passage 8.

ヘッド内ウォータジャケット5の冷却液排出部5aは、シリンダヘッド3において気筒配列方向の他端面(例えば後端面)に設けられている。ヘッド内ウォータジャケット5の冷却液還流部5bは、シリンダヘッド3において気筒配列方向の一端面(例えば前端面)に設けられている。   The coolant discharge part 5a of the water jacket 5 in the head is provided on the other end surface (for example, the rear end surface) of the cylinder head 3 in the cylinder arrangement direction. The coolant recirculation part 5b of the water jacket 5 in the head is provided on one end surface (for example, the front end surface) of the cylinder head 3 in the cylinder arrangement direction.

ブロック内ウォータジャケット4の冷却液還流部4aは、シリンダブロック2において気筒配列方向の一端面(例えば前端面)の下方に設けられている。ブロック内ウォータジャケット4の下流側は、ヘッド内ウォータジャケット5の上流側に接続されている。つまり、ヘッド内ウォータジャケット5の冷却液排出部5aは、ブロック内ウォータジャケット4の冷却液排出部を兼ねている。   The coolant recirculation part 4a of the water jacket 4 in the block is provided below the one end surface (for example, the front end surface) in the cylinder arrangement direction in the cylinder block 2. The downstream side of the in-block water jacket 4 is connected to the upstream side of the in-head water jacket 5. That is, the coolant discharge part 5 a of the head water jacket 5 also serves as the coolant discharge part of the block water jacket 4.

ヘッド内ウォータジャケット5の冷却液排出部5aとブロック内ウォータジャケット4の冷却液還流部4aおよびヘッド内ウォータジャケット5の冷却液還流部5bとには、ラジエータ通路7が連通連結されている。   A radiator passage 7 is connected to the coolant discharge portion 5a of the water jacket 5 in the head, the coolant return portion 4a of the water jacket 4 in the block, and the coolant return portion 5b of the water jacket 5 in the head.

このラジエータ通路7は、ヘッド内ウォータジャケット5の冷却液排出部5aから排出される冷却液をヘッド内ウォータジャケット5とブロック内ウォータジャケット4とに還流させるものである。   The radiator passage 7 circulates the coolant discharged from the coolant discharge portion 5 a of the head water jacket 5 to the head water jacket 5 and the block water jacket 4.

このラジエータ通路7の一端側(冷却液流通方向の上流端側)は1本の冷却液導入部7aとされているが、ラジエータ通路7の他端側(冷却液流通方向の下流端側)は二股に分岐されている。この分岐した2つの支流部のうち、一方がブロック側冷却液還流部7bとされ、他方がヘッド側冷却液還流部7cとされている。   One end side of the radiator passage 7 (upstream end side in the coolant flow direction) is a single coolant introduction portion 7a, but the other end side (downstream end side in the coolant flow direction) of the radiator passage 7 is It is bifurcated. Of the two branched branch parts, one is a block-side coolant reflux part 7b and the other is a head-side coolant reflux part 7c.

そして、ラジエータ通路7の1本の冷却液導入部7aがヘッド内ウォータジャケット5の冷却液排出部5aに接続されている。また、ラジエータ通路7のブロック側冷却液還流部7bがブロック内ウォータジャケット4の冷却液還流部4aに接続されており、また、ラジエータ通路7のヘッド側冷却液還流部7cがヘッド内ウォータジャケット5の冷却液還流部5bに接続されている。   One coolant introduction part 7 a of the radiator passage 7 is connected to the coolant discharge part 5 a of the head water jacket 5. The block-side coolant recirculation part 7b of the radiator passage 7 is connected to the coolant recirculation part 4a of the water jacket 4 in the block, and the head-side coolant recirculation part 7c of the radiator passage 7 is connected to the water jacket 5 in the head. Is connected to the coolant recirculation part 5b.

このラジエータ通路7には、ラジエータ11および電動式ウォータポンプ12が設けられている。   The radiator passage 7 is provided with a radiator 11 and an electric water pump 12.

ラジエータ11は、ラジエータ通路7を流通する冷却液と大気との間で熱交換するもので、主に冷却用の熱交換器とされている。電動式ウォータポンプ12は、ラジエータ通路7および下記ラジエータバイパス路8内で冷却液を流動させるものであって、例えばラジエータ通路7の前記二股分岐部分よりも冷却液流通方向上流側に設けられている。   The radiator 11 exchanges heat between the coolant flowing through the radiator passage 7 and the atmosphere, and is mainly a heat exchanger for cooling. The electric water pump 12 causes the coolant to flow in the radiator passage 7 and the radiator bypass passage 8 described below. For example, the electric water pump 12 is provided upstream of the bifurcated branch portion of the radiator passage 7 in the coolant flow direction. .

この電動式ウォータポンプ12は、図示していないPWM(Pulse Width Modulation)回路を有し、下記するエレクトロニックコントロールユニット(以下、単にECUとする)100から供給される制御信号によってPWM制御される。   The electric water pump 12 has a PWM (Pulse Width Modulation) circuit (not shown) and is PWM-controlled by a control signal supplied from an electronic control unit (hereinafter simply referred to as ECU) 100 described below.

ECU100は、電動式ウォータポンプ12のポンプモータに供給するPWM信号のデューティー比を大きくすることで、電動式ウォータポンプ12のポンプモータの回転数(単にウォータポンプ12の回転数とする)を大きくすることができ、前記ポンプモータの軸に与えるトルクを大きくすることができる。反対に、前記デューティー比を小さくすると、当該電動式ウォータポンプ12の回転数を小さくすることができ、前記ポンプモータの軸に与えるトルクを小さくすることができる。   The ECU 100 increases the rotational speed of the pump motor of the electric water pump 12 (simply referred to as the rotational speed of the water pump 12) by increasing the duty ratio of the PWM signal supplied to the pump motor of the electric water pump 12. The torque applied to the shaft of the pump motor can be increased. On the contrary, if the duty ratio is reduced, the rotational speed of the electric water pump 12 can be reduced, and the torque applied to the shaft of the pump motor can be reduced.

ラジエータバイパス路8は、ラジエータ通路7に対してラジエータ11をバイパスするように接続されている。このラジエータバイパス路8の途中には、ヒータコア13が設けられている。   The radiator bypass path 8 is connected to the radiator passage 7 so as to bypass the radiator 11. A heater core 13 is provided in the middle of the radiator bypass 8.

ヒータコア13は、ラジエータバイパス路8を流通する冷却液と車両室内との間で熱交換するための熱交換器である。このヒータコア13から放出される熱は、図示していないヒータブロアでもって車両室内に供給されて、車両室内を暖房するようになる。このヒータブロアの動作は、ECU100により制御される。   The heater core 13 is a heat exchanger for exchanging heat between the coolant flowing through the radiator bypass 8 and the vehicle compartment. The heat released from the heater core 13 is supplied to the vehicle interior by a heater blower (not shown) to heat the vehicle interior. The operation of the heater blower is controlled by the ECU 100.

そして、ラジエータ通路7においてラジエータ11よりも冷却液流通方向の下流側の位置でラジエータバイパス路8の下流側接続部分よりも冷却液流通方向の上流側には、ラジエータ用サーモスタット21が設けられている。   A radiator thermostat 21 is provided in the radiator passage 7 at a position downstream of the radiator 11 in the coolant circulation direction and upstream of the downstream connecting portion of the radiator bypass passage 8 in the coolant circulation direction. .

このラジエータ用サーモスタット21は、公知の構成であるので詳細な図示や説明を割愛するが、一般に、弁体と、サーモアクチュエータとを備えている。サーモアクチュエータは、サーモワックスが充填される感温部と、この感温部に設けられて前記弁体を開弁方向または閉弁方向に変位させるプランジャとを備えている。   Since this radiator thermostat 21 has a known configuration, a detailed illustration and description thereof are omitted, but generally includes a valve body and a thermoactuator. The thermoactuator includes a temperature sensing part filled with thermowax, and a plunger provided in the temperature sensing part to displace the valve body in the valve opening direction or the valve closing direction.

ここで、ラジエータ用サーモスタット21の動作を説明する。ラジエータ通路7においてラジエータバイパス路8との下流側接続部分の冷却液温度がオーバーヒート防止温度未満の場合に前記サーモワックスが凝固収縮してワックス圧が低くなっているので、前記プランジャが前記感温部に引き込まれて前記弁体が全閉位置に変位されている。なお、前記オーバーヒート防止温度は暖機完了温度(例えば85℃〜90℃、好ましくは88℃)よりも高い任意の値に設定される。そして、前記冷却液温度が前記オーバーヒート防止温度以上になると、前記サーモワックスが溶融膨張されることによりワックス圧が高くなるので、前記プランジャが前記感温部から飛び出して前記弁体を開くようになる。これにより、ラジエータ通路7とラジエータバイパス路8の両方に冷却液が流通するようになる。   Here, the operation of the radiator thermostat 21 will be described. In the radiator passage 7, when the coolant temperature at the downstream connection portion with the radiator bypass passage 8 is lower than the overheat prevention temperature, the thermowax is solidified and contracted and the wax pressure is lowered, so that the plunger is connected to the temperature sensing portion. And the valve body is displaced to the fully closed position. In addition, the said overheat prevention temperature is set to the arbitrary value higher than warming-up completion temperature (for example, 85 to 90 degreeC, Preferably 88 degreeC). When the coolant temperature becomes equal to or higher than the overheat prevention temperature, the thermowax is melted and expanded to increase the wax pressure, so that the plunger jumps out of the temperature sensing portion and opens the valve body. . As a result, the coolant flows through both the radiator passage 7 and the radiator bypass passage 8.

この実施形態では、ラジエータ通路7のブロック側冷却液還流部7bに制御弁22が設けられている。   In this embodiment, the control valve 22 is provided in the block side coolant recirculation part 7 b of the radiator passage 7.

この制御弁22は、ノーマリークローズタイプのサーモスタットとされており、ブロック側冷却液還流部7bの冷却液流通を遮断または許容する。なお、制御弁22は、冷却液流通を制限するものとすることも可能である。   The control valve 22 is a normally closed type thermostat, and blocks or allows the coolant flow in the block-side coolant return unit 7b. The control valve 22 can also restrict the coolant flow.

制御弁22としてのサーモスタットは、前記したラジエータ用サーモスタット21と基本的に同じ構成であるので詳細な図示や説明を割愛するが、弁体と、サーモアクチュエータとを備えている。サーモアクチュエータは、サーモワックスが充填される感温部と、この感温部に設けられて前記弁体を開弁方向または閉弁方向に変位させるプランジャとを備えている。   Since the thermostat as the control valve 22 has basically the same configuration as the above-described radiator thermostat 21, a detailed description and explanation are omitted. However, the thermostat includes a valve body and a thermoactuator. The thermoactuator includes a temperature sensing part filled with thermowax, and a plunger provided in the temperature sensing part to displace the valve body in the valve opening direction or the valve closing direction.

ここで、制御弁22としてのサーモスタットの動作を説明する。ブロック側冷却液還流部7bにおいて制御弁22よりも冷却液流通方向上流側の冷却液温度thwが所定の開弁温度X未満の場合、サーモワックスが凝固収縮してワックス圧が低くなるので、弁体が自動的に閉弁してラジエータ通路7からブロック内ウォータジャケット4への冷却液の流入を停止させる状態にする。なお、前記開弁温度Xは、前記暖機完了温度よりも高くかつ前記オーバーヒート防止温度よりも低い任意の値に設定される。そして、前記冷却液温度thwが前記開弁温度X以上になると、サーモワックスが溶融膨張されてワックス圧が高くなるので、弁体が自動的に開弁してラジエータ通路7からブロック内ウォータジャケット4へ冷却液を流入させる状態にする。   Here, the operation of the thermostat as the control valve 22 will be described. When the coolant temperature thw upstream of the control valve 22 in the coolant circulation direction in the block side coolant recirculation unit 7b is less than a predetermined valve opening temperature X, the thermowax is solidified and contracted to reduce the wax pressure. The body is automatically closed to stop the flow of the coolant from the radiator passage 7 to the water jacket 4 in the block. The valve opening temperature X is set to an arbitrary value that is higher than the warm-up completion temperature and lower than the overheat prevention temperature. When the coolant temperature thw becomes equal to or higher than the valve opening temperature X, the thermowax is melted and expanded to increase the wax pressure, so that the valve body is automatically opened and the water jacket 4 in the block is passed through the radiator passage 7. Let the coolant flow into the tank.

ECU100は、例えばエンジン1の各種制御を実行するためのエンジンコントロールコンピュータとされる。この実施形態では、前記既存のECU100に、電動式ウォータポンプ12の動作を制御する機能と、制御弁22の異常(閉状態のまま作動不良となる閉故障)の発生の有無を診断する機能とを装備させるようにしている。このECU100が請求項に記載している「制御部」に相当している。   The ECU 100 is, for example, an engine control computer for executing various controls of the engine 1. In this embodiment, the existing ECU 100 has a function of controlling the operation of the electric water pump 12 and a function of diagnosing whether or not an abnormality of the control valve 22 (a closed failure that causes a malfunction in the closed state) has occurred. Is equipped. The ECU 100 corresponds to a “control unit” recited in the claims.

このECU100は、詳細に図示していないが、共にCPU(中央処理装置)、ROM(プログラムメモリ)、RAM(データメモリ)、ならびにバックアップRAM(不揮発性メモリ)などを備える公知の構成とされる。   Although not shown in detail, the ECU 100 has a known configuration including a CPU (central processing unit), a ROM (program memory), a RAM (data memory), a backup RAM (nonvolatile memory), and the like.

ROMは、各種制御プログラムや、それら各種制御プログラムを実行する際に参照されるマップなどが記憶されている。CPUは、ROMに記憶された各種制御プログラムやマップに基づいて演算処理を実行する。また、RAMは、CPUでの演算結果や各センサから入力されたデータ等を一時的に記憶するメモリであり、バックアップRAMは、例えばエンジン1の停止時にその保存すべきデータなどを記憶する不揮発性のメモリである。   The ROM stores various control programs, maps that are referred to when the various control programs are executed, and the like. The CPU executes arithmetic processing based on various control programs and maps stored in the ROM. The RAM is a memory that temporarily stores calculation results in the CPU, data input from each sensor, and the like. The backup RAM is a nonvolatile memory that stores data to be saved when the engine 1 is stopped, for example. Memory.

以上のように、この実施形態では、エンジン1の内部通路(ウォータジャケット4,5)と、外部通路(ラジエータ通路7、ラジエータバイパス路8)とによって適宜の閉ループの冷却液循環経路が作られており、前記内部通路と、前記外部通路と、電動式ウォータポンプ12と、ラジエータ用サーモスタット21と、制御弁22と、ECU100とによってエンジン冷却装置が構成されている。   As described above, in this embodiment, an appropriate closed-loop coolant circulation path is formed by the internal passages (water jackets 4 and 5) of the engine 1 and the external passages (radiator passage 7 and radiator bypass passage 8). The internal passage, the external passage, the electric water pump 12, the radiator thermostat 21, the control valve 22, and the ECU 100 constitute an engine cooling device.

そして、ECU100は、例えば温度センサ31からの検出出力の入力に基づいて電動式ウォータポンプ12などの動作を制御することにより、エンジン1の温度調節をする。温度センサ31は、ラジエータ通路7の冷却液導入部7a寄り(ヘッド内ウォータジャケット5の冷却液排出部5aの近傍)に設けられており、当該設置場所の冷却液温度thw(エンジン出口冷却液温度ともいう)を検出する。   The ECU 100 adjusts the temperature of the engine 1 by controlling the operation of the electric water pump 12 and the like based on the detection output input from the temperature sensor 31, for example. The temperature sensor 31 is provided near the coolant introduction part 7a of the radiator passage 7 (near the coolant discharge part 5a of the water jacket 5 in the head), and the coolant temperature thw (engine outlet coolant temperature at the installation location). (Also called).

具体的に、この実施形態のエンジン冷却装置による基本的な動作を説明する。   Specifically, the basic operation by the engine cooling device of this embodiment will be described.

例えばエンジン1を冷間始動したときには、つまりエンジン1を始動したときの温度センサ31の検出出力(エンジン出口冷却液温度thw)が所定の冷間始動判定基準値未満のときには、ECU100が電動式ウォータポンプ12を非作動とするように指示する。なお、前記冷間始動判定基準値は、前記暖機完了温度よりも低い任意の値に設定される。   For example, when the engine 1 is cold started, that is, when the detection output of the temperature sensor 31 (engine outlet coolant temperature thw) when the engine 1 is started is less than a predetermined cold start determination reference value, the ECU 100 Instruct the pump 12 to deactivate. The cold start determination reference value is set to an arbitrary value lower than the warm-up completion temperature.

この冷間始動から所定時間が経過するまでの間はラジエータ用サーモスタット21およびサーモスタットからなる制御弁22が共に閉弁しているので、両ウォータジャケット4,5内では冷却液が流通せずに停止するようになる。これにより、シリンダヘッド3の特に燃焼室から発生する熱によってエンジン1および両ウォータジャケット4,5内の冷却液の昇温が促進されるようになる。   Since the radiator thermostat 21 and the control valve 22 comprising the thermostat are both closed until the predetermined time has elapsed since the cold start, the coolant does not flow in the water jackets 4 and 5 and stops. To come. As a result, the temperature of the coolant in the engine 1 and the water jackets 4 and 5 is promoted by heat generated from the cylinder head 3, particularly from the combustion chamber.

このようにしてエンジン1および両ウォータジャケット4,5内の冷却液が昇温することに伴い前記エンジン出口冷却液温度thwが前記冷間始動判定基準値以上になった後で、ヘッド内ウォータジャケット5の局所(シリンダヘッド燃焼室近傍)で冷却液が過剰昇温(沸騰)するような状況になったことをECU100が検知すると、ECU100は電動式ウォータポンプ12を作動させるよう指示する。   Thus, after the coolant in the engine 1 and the water jackets 4 and 5 rises in temperature, the engine outlet coolant temperature thw becomes equal to or higher than the cold start determination reference value, and then the in-head water jacket is reached. When the ECU 100 detects that the temperature of the coolant has excessively increased (boiling) in the region 5 (near the cylinder head combustion chamber), the ECU 100 instructs the electric water pump 12 to operate.

なお、前記過剰昇温の検知方法の一例としては、エンジン1の始動開始から所定周期(数msec)毎に、ヘッド内ウォータジャケット5においてシリンダヘッド3内最高温度到達領域での冷却液温度の最高値を推定することにより行うことができる。この推定方法の一例としては、エンジン1の始動開始時に温度センサ31からの検出出力に基づいてエンジン出口冷却液温度thwの初期値を認識する処理と、エンジン1を始動してからのエンジン1の発生熱量を算出するとともに、この発生熱量による前記シリンダヘッド内最高温度到達領域の上昇値を算出する処理と、この上昇値を前回の推定値(初回は前記初期値)に加算することにより前記シリンダヘッド内最高温度到達領域の現在の冷却液温度を推定する処理と、この推定値が所定温度(例えば96℃)を超えた場合に沸騰が発生するような状況であると判断する処理とを行う。   As an example of the method for detecting the excessive temperature rise, the maximum coolant temperature in the region where the maximum temperature in the cylinder head 3 is reached in the water jacket 5 in the head every predetermined cycle (several milliseconds) from the start of the engine 1. This can be done by estimating the value. As an example of this estimation method, the process of recognizing the initial value of the engine outlet coolant temperature thw based on the detection output from the temperature sensor 31 at the start of the engine 1 and the engine 1 after the engine 1 is started A process of calculating the amount of generated heat, calculating a rise value of the maximum temperature reaching region in the cylinder head due to the amount of generated heat, and adding the rise value to a previous estimated value (the initial value is the initial value) to A process of estimating the current coolant temperature in the region where the maximum temperature in the head is reached and a process of determining that boiling occurs when the estimated value exceeds a predetermined temperature (for example, 96 ° C.) are performed. .

前記したように電動式ウォータポンプ12を作動させると、図1の実線矢印で示すように、ヘッド内ウォータジャケット5の冷却液が冷却液排出部5aからラジエータ通路7に排出され、この冷却液がラジエータ11に流入せずにラジエータバイパス路8を経てヘッド側冷却液還流部7cに流入し、さらにヘッド内ウォータジャケット5に流入させられるようになる。   When the electric water pump 12 is operated as described above, the coolant in the head water jacket 5 is discharged from the coolant discharge portion 5a to the radiator passage 7 as shown by the solid arrows in FIG. Instead of flowing into the radiator 11, it flows through the radiator bypass path 8, flows into the head side coolant recirculation unit 7 c, and further flows into the head water jacket 5.

このようにしてヘッド内ウォータジャケット5を冷却液が繰り返し流通する際に冷却液がシリンダヘッド3の特に燃焼室近傍の熱を吸収する。その結果、ヘッド内ウォータジャケット5の局所で冷却液が過剰昇温(沸騰)することが防止される一方で、シリンダブロック2およびブロック内ウォータジャケット4の冷却液が徐々に昇温させられるようになる。これにより、シリンダブロック2とシリンダヘッド3との温度差を可及的に小さく保ちながら昇温が促進されるようになる。   In this way, when the coolant repeatedly flows through the water jacket 5 in the head, the coolant absorbs heat of the cylinder head 3 particularly in the vicinity of the combustion chamber. As a result, the coolant is prevented from excessively rising (boiling) locally in the water jacket 5 in the head, while the coolant in the cylinder block 2 and the water jacket 4 in the block is gradually heated. Become. As a result, the temperature rise is promoted while keeping the temperature difference between the cylinder block 2 and the cylinder head 3 as small as possible.

ところで、エンジン出口冷却液温度thwが制御弁22の開弁温度X以上になると、制御弁22が自動的に開弁する。この制御弁22が開弁すると、図1の一点鎖線矢印で示すように、ヘッド内ウォータジャケット5の冷却液排出部5aからラジエータ通路7に排出される冷却液が、ラジエータバイパス路8からヘッド側冷却液還流部7cおよびブロック側冷却液還流部7bの両方に流入するので、ヘッド内ウォータジャケット5とブロック内ウォータジャケット4とに流入させられるようになる。これにより、ラジエータ通路7のラジエータバイパス路8とブロック内ウォータジャケット4およびヘッド内ウォータジャケット5との間で十分な量の冷却液が循環させられるようになる。   By the way, when the engine outlet coolant temperature thw becomes equal to or higher than the valve opening temperature X of the control valve 22, the control valve 22 is automatically opened. When this control valve 22 is opened, the coolant discharged from the coolant discharge portion 5a of the water jacket 5 in the head to the radiator passage 7 from the radiator bypass passage 8 to the head side, as shown by the one-dot chain line arrow in FIG. Since it flows into both the cooling liquid recirculation part 7c and the block side cooling liquid recirculation part 7b, it flows into the water jacket 5 in the head and the water jacket 4 in the block. As a result, a sufficient amount of coolant is circulated between the radiator bypass path 8 of the radiator passage 7 and the water jacket 4 in the block and the water jacket 5 in the head.

この後、ラジエータ通路7においてラジエータバイパス路8との下流側接続部分の冷却液温度がオーバーヒート防止温度以上になると、ラジエータ用サーモスタット21が自動的に開弁することになるので、図1の二点鎖線矢印で示すように、ヘッド内ウォータジャケット5の冷却液排出部5aからラジエータ通路7に排出される冷却液が、ラジエータバイパス路8だけでなくラジエータ11にも流通するようになる。そして、ラジエータバイパス路8およびラジエータ11を通過した冷却液がヘッド内ウォータジャケット5とブロック内ウォータジャケット4とに戻される。このように、エンジン1から排出される冷却液がラジエータ11で冷却されてから両ウォータジャケット4,5に戻されるように循環させられるので、当該循環する冷却液およびエンジン1の温度が一定範囲内に調整されることになって、エンジン1のオーバーヒートが回避されて適温に保たれるようになる。   Thereafter, when the coolant temperature in the downstream passage portion of the radiator passage 7 with the radiator bypass passage 8 becomes equal to or higher than the overheat prevention temperature, the radiator thermostat 21 is automatically opened. As indicated by a chain line arrow, the coolant discharged from the coolant discharge portion 5 a of the head water jacket 5 to the radiator passage 7 flows not only to the radiator bypass path 8 but also to the radiator 11. Then, the coolant that has passed through the radiator bypass path 8 and the radiator 11 is returned to the head water jacket 5 and the block water jacket 4. In this way, the coolant discharged from the engine 1 is circulated so as to be returned to the water jackets 4 and 5 after being cooled by the radiator 11, so that the circulating coolant and the temperature of the engine 1 are within a certain range. Thus, overheating of the engine 1 is avoided and the temperature is maintained at an appropriate temperature.

この実施形態では、ECU100により制御弁22の異常(閉故障)診断を行うようにしているので、以下で説明する。   In this embodiment, the ECU 100 performs an abnormality (closed fault) diagnosis of the control valve 22 and will be described below.

前記したように、制御弁22が閉弁している状態から冷却液温度が開弁温度にまで上昇すると、この制御弁22が正常であれば開弁することになる。これにより、ラジエータ通路7のブロック側冷却液還流部7bの断面積が増えることになるので、圧力損失が下がるが、制御弁22の切り替え前後において電動式ウォータポンプ12を一定のデューティー比で駆動しているので、この電動式ウォータポンプ12の回転数は当然ながら上昇することになる。ちなみに、図2に示すように、電動式ウォータポンプ12を一定のデューティー比(例えば最大、最小)で駆動している場合に、冷却液流通経路の圧力損失が下がるにつれて電動式ウォータポンプ12の回転数が上がり、また、冷却液流通経路の圧力損失が上がるにつれて電動式ウォータポンプ12の回転数が下がる傾向になる。   As described above, when the coolant temperature rises to the valve opening temperature from the state in which the control valve 22 is closed, the valve is opened if the control valve 22 is normal. As a result, the cross-sectional area of the block-side coolant recirculation portion 7b of the radiator passage 7 is increased, so that the pressure loss is reduced. However, the electric water pump 12 is driven at a constant duty ratio before and after the control valve 22 is switched. As a result, the rotational speed of the electric water pump 12 naturally increases. Incidentally, as shown in FIG. 2, when the electric water pump 12 is driven at a constant duty ratio (for example, maximum or minimum), the rotation of the electric water pump 12 decreases as the pressure loss in the coolant flow path decreases. As the number increases and the pressure loss in the coolant flow path increases, the rotational speed of the electric water pump 12 tends to decrease.

しかしながら、制御弁22が閉弁状態のまま作動不良となる閉故障が発生している場合には、電動式ウォータポンプ12の回転数はほとんど変化しないことになる。   However, when the closed failure that causes the malfunction occurs while the control valve 22 is in the closed state, the rotational speed of the electric water pump 12 hardly changes.

このように、制御弁22が閉故障している場合には、前記したように正常時と明らかに異なる現象が発生するのである。本願発明者は、そのような知見に基づき、制御弁22の異常の有無を判定可能とするようにしている。   Thus, when the control valve 22 is closed, a phenomenon that is clearly different from the normal state occurs as described above. The inventor of the present application makes it possible to determine whether or not the control valve 22 is abnormal based on such knowledge.

具体的に、図3から図5を参照して、前記したECU100により行う制御弁22の異常(閉故障)診断を詳細に説明する。   Specifically, referring to FIG. 3 to FIG. 5, the abnormality (closed fault) diagnosis of the control valve 22 performed by the ECU 100 will be described in detail.

このフローチャートは、ECU100による処理を示しており、例えばイグニッションキーあるいはパワースイッチなどがオン操作されることによって電源がECU100に供給される状態になったときに開始される。   This flowchart shows the processing by the ECU 100, and is started when, for example, an ignition key or a power switch is turned on to supply power to the ECU 100.

このフローチャートがスタートされると、まず、ステップS1において、エンジン出口冷却液温度(温度センサ31の検出出力に基づき認識される冷却液温度thw)を検出する監視処理を実行開始する。   When this flowchart is started, first, in step S1, the monitoring process for detecting the engine outlet coolant temperature (the coolant temperature thw recognized based on the detection output of the temperature sensor 31) is started.

続くステップS2では、前記ステップS1の監視処理で認識する現在のエンジン出口冷却液温度thwが制御弁22の開弁温度X未満であるか否かを判定する。   In the subsequent step S2, it is determined whether or not the current engine outlet coolant temperature thw recognized in the monitoring process in step S1 is lower than the valve opening temperature X of the control valve 22.

ここで、現在のエンジン出口冷却液温度thwが制御弁22の開弁温度X未満である場合つまりthw<Xである場合には前記ステップS2で肯定判定し、ステップS3、S4を経てステップS5に移行する。   Here, if the current engine outlet coolant temperature thw is lower than the valve opening temperature X of the control valve 22, that is, if thw <X, an affirmative determination is made in step S2, and the process goes to steps S5 through S3 and S4. Transition.

一方、現在のエンジン出口冷却液温度thwが制御弁22の開弁温度X以上である場合つまりthw≧Xである場合には前記ステップS2で否定判定し、ステップS6を経てステップS5に移行する。   On the other hand, if the current engine outlet coolant temperature thw is equal to or higher than the valve opening temperature X of the control valve 22, that is, if thw ≧ X, a negative determination is made in step S2, and the process proceeds to step S5 via step S6.

先に、前記ステップS3〜S5の処理を説明する。前記ステップS3では、制御弁22が閉弁している状態で電動式ウォータポンプ12を所定デューティー比のPWM信号で駆動したときの実際の回転数R1を取得し、その取得した情報をバックアップRAMなどに保存する。   First, the processing of steps S3 to S5 will be described. In step S3, the actual rotational speed R1 when the electric water pump 12 is driven with a PWM signal having a predetermined duty ratio while the control valve 22 is closed is acquired, and the acquired information is stored in a backup RAM or the like. Save to.

続くステップS4では、現在のエンジン出口冷却液温度thwが制御弁22の開弁温度X以上であるか否かを判定する。ここで、現在のエンジン出口冷却液温度thwが制御弁22の開弁温度X未満である場合つまりthw<Xである場合には前記ステップS4で否定判定して前記ステップS2に戻るが、現在のエンジン出口冷却液温度thwが制御弁22の開弁温度X以上である場合つまりthw≧Xである場合には前記ステップS4で肯定判定してステップS5に移る。   In subsequent step S4, it is determined whether or not the current engine outlet coolant temperature thw is equal to or higher than the valve opening temperature X of the control valve 22. Here, if the current engine outlet coolant temperature thw is lower than the valve opening temperature X of the control valve 22, that is, if thw <X, a negative determination is made in step S4 and the process returns to step S2. If the engine outlet coolant temperature thw is equal to or higher than the valve opening temperature X of the control valve 22, that is, if thw ≧ X, an affirmative determination is made in step S4 and the process proceeds to step S5.

このステップS5では、前記制御弁22が開弁したことに伴い前記デューティー比のままのPWM信号で駆動されている電動式ウォータポンプ12の実際の回転数R2を取得し、その取得した情報をバックアップRAMなどに保存する。この後、下記ステップS7に移行する。   In this step S5, the actual rotational speed R2 of the electric water pump 12 driven by the PWM signal with the duty ratio is acquired as the control valve 22 is opened, and the acquired information is backed up. Save to RAM or the like. Thereafter, the process proceeds to the following step S7.

ところで、前記ステップS6では、前記バックアップRAMに記憶してある前トリップ時の情報(制御弁22の閉弁時に所定デューティー比のPWM信号で駆動されていた電動式ウォータポンプ12の回転数R0)を読み出す。この後、前記ステップS5に移行する。   By the way, in the step S6, information on the previous trip stored in the backup RAM (the rotational speed R0 of the electric water pump 12 driven by a PWM signal having a predetermined duty ratio when the control valve 22 is closed) is stored. read out. Thereafter, the process proceeds to step S5.

なお、前記1回のトリップとは、例えばイグニッションキーあるいはパワースイッチにより電源がオンされてからオフされるまでのことである。つまり、電源がオフされたときに前記バックアップRAMに最終的に書き換え保存された情報(制御弁22の閉弁時に所定デューティー比のPWM信号で駆動されている電動式ウォータポンプ12の回転数R0)が次のトリップ時(例えば前記ステップS6)に利用されるのである。   The one-time trip is, for example, from when the power is turned on by an ignition key or a power switch until the power is turned off. That is, the information finally rewritten and stored in the backup RAM when the power is turned off (the rotational speed R0 of the electric water pump 12 driven by a PWM signal having a predetermined duty ratio when the control valve 22 is closed). Is used in the next trip (for example, step S6).

次に、ステップS7では、制御弁22の閉弁状態での電動式ウォータポンプ12の回転数(R1,R0)と制御弁22の開弁状態での電動式ウォータポンプ12の回転数(R2)との乖離値が所定値以下であるか否かを調べる。   Next, in step S7, the rotational speed (R1, R0) of the electric water pump 12 when the control valve 22 is closed and the rotational speed (R2) of the electric water pump 12 when the control valve 22 is open. It is checked whether or not the deviation value is less than a predetermined value.

具体的に、このステップS7では、前記ステップS5でバックアップRAMに保存した情報(制御弁22の開弁後に所定デューティー比のPWM信号のままで駆動されている電動式ウォータポンプ12の回転数R2)から、前記ステップS3でバックアップRAMに保存した情報(所定デューティー比のPWM信号が供給されている電動式ウォータポンプ12の回転数R1)または前記ステップS6で読み出した情報(制御弁22の閉弁時に所定デューティー比のPWM信号が供給されている電動式ウォータポンプ12の回転数R0)を減じた結果が、所定の閾値Y以下であるか否かを調べている。   Specifically, in step S7, the information stored in the backup RAM in step S5 (the rotational speed R2 of the electric water pump 12 driven with the PWM signal having a predetermined duty ratio after the control valve 22 is opened). From the information stored in the backup RAM in step S3 (the rotational speed R1 of the electric water pump 12 to which a PWM signal having a predetermined duty ratio is supplied) or the information read in step S6 (when the control valve 22 is closed) It is examined whether or not the result of subtracting the rotational speed R0 of the electric water pump 12 to which the PWM signal having the predetermined duty ratio is supplied is equal to or less than the predetermined threshold Y.

なお、前記閾値Yは、制御弁22が閉故障している状況を前提として設定される。つまり、制御弁22が閉故障しているときには、閉弁時と開弁後とで電動式ウォータポンプ12の回転数がほとんど変化しないのであるから、前記閾値Yとしてはゼロにすることができるが、ここでは適宜の誤差に相当するマージンαを加えることにより設定している。   The threshold value Y is set on the assumption that the control valve 22 is closed. That is, when the control valve 22 is closed, the rotational speed of the electric water pump 12 hardly changes between when the valve is closed and after the valve is opened, so the threshold value Y can be zero. Here, it is set by adding a margin α corresponding to an appropriate error.

ここで、図4(c)に示すように、制御弁22の開弁温度以上になった後で電動式ウォータポンプ12の回転数が上昇した場合には、R2−R1(またはR0)>Yになるので、前記ステップS7で否定判定し、ステップS8において制御弁22が「正常」と判定して、このフローチャートを終了する。   Here, as shown in FIG. 4C, when the rotational speed of the electric water pump 12 rises after the valve opening temperature of the control valve 22 is reached, R2-R1 (or R0)> Y Therefore, a negative determination is made in step S7, and in step S8, the control valve 22 is determined to be “normal”, and this flowchart is ended.

一方、図5(c)に示すように、制御弁22の開弁温度以上になった後で電動式ウォータポンプ12の回転数がほとんど変化しない場合には、R2−R1(またはR0)≦Yになるので、前記ステップS7で肯定判定し、ステップS9において制御弁22が「異常(閉故障)」と判定し、このフローチャートを終了する。   On the other hand, as shown in FIG. 5C, when the rotational speed of the electric water pump 12 hardly changes after the control valve 22 reaches the valve opening temperature or higher, R2−R1 (or R0) ≦ Y Therefore, an affirmative determination is made in step S7, and in step S9 it is determined that the control valve 22 is “abnormal (closed failure)”, and this flowchart is ended.

ところで、前記制御弁22が異常であると判定した場合には、この判定結果つまり制御弁22が異常であるという情報を例えばダイアグコードとして前記バックアップRAM(図示省略)に保存することが可能である。このようにすれば、整備作業者がダイアグノーシスで前記バックアップRAM(図示省略)から前記ダイアグコードを読み取ることにより、修理対象が何であるかを簡単に調べることが可能になる
以上説明したように本発明を適用した実施形態では、制御弁22の異常(閉状態のまま作動不良となる閉故障)の有無を、従来例で説明した特許文献1のように圧力センサを用いることなく、比較的簡単な制御ロジックのみで判定することが可能になる。これにより、前記特許文献1に比べると、エンジン冷却装置を比較的安価に提供することが可能になる。
When it is determined that the control valve 22 is abnormal, the determination result, that is, information indicating that the control valve 22 is abnormal can be stored in the backup RAM (not shown) as a diagnosis code, for example. . In this way, the maintenance operator can easily check what the repair object is by reading the diagnosis code from the backup RAM (not shown) by diagnosis. In the embodiment to which the invention is applied, the presence or absence of an abnormality in the control valve 22 (a closed failure that causes a malfunction in the closed state) is relatively simple without using a pressure sensor as in Patent Document 1 described in the conventional example. It is possible to make a determination only with simple control logic. Thereby, compared with the said patent document 1, it becomes possible to provide an engine cooling device comparatively cheaply.

しかも、この実施形態では、制御弁22に異常が発生していることを認識したときに、当該異常に関する情報を保存するようにしているから、この保存情報を調べることにより修理対象となる内容を簡単に認識することが可能になる。   In addition, in this embodiment, when it is recognized that an abnormality has occurred in the control valve 22, information related to the abnormality is stored. Therefore, by examining the stored information, the contents to be repaired are determined. It becomes possible to recognize easily.

なお、本発明は、上記実施形態のみに限定されるものではなく、特許請求の範囲内および当該範囲と均等の範囲内で適宜に変更することが可能である。   In addition, this invention is not limited only to the said embodiment, It can change suitably in the range equivalent to the claim and the said range.

(1)上記実施形態では、制御弁22をサーモスタットとした例を挙げているが、本発明はこれに限定されるものではない。   (1) Although the example which made the control valve 22 the thermostat is given in the said embodiment, this invention is not limited to this.

例えば、前記制御弁22としては、例えばECU100により作動指示を受けて作動するタイプの制御弁とすることが可能である。具体的に、このタイプの制御弁22としては、感温部のサーモワックスをヒータなどで加熱することが可能な構成の電子式サーモスタット、電磁弁、あるいはモータなどで作動される電動弁などが挙げられる。   For example, the control valve 22 may be a control valve that operates upon receiving an operation instruction from the ECU 100, for example. Specifically, examples of this type of control valve 22 include an electronic thermostat, a solenoid valve, or an electric valve operated by a motor or the like that can heat the thermo-wax of the temperature sensing portion with a heater or the like. It is done.

このような制御弁22とする場合の異常診断を、図6のフローチャートに示している。この図6に示すフローチャートにおいて図3に示すフローチャートと相違する点は、図3のステップS1に対応する図6のステップS21、図3のステップS2に対応する図6のステップS22、ならびに図3のステップS4に対応する図6のステップS24の処理内容である。なお、図6のステップS23,S25〜S29については図3のステップS3,S5〜S9の処理内容と基本的に同じになっている。   The abnormality diagnosis in the case of such a control valve 22 is shown in the flowchart of FIG. 6 is different from the flowchart shown in FIG. 3 in that step S21 in FIG. 6 corresponds to step S1 in FIG. 3, step S22 in FIG. 6 corresponding to step S2 in FIG. 3, and FIG. This is the processing content of step S24 in FIG. 6 corresponding to step S4. Note that steps S23 and S25 to S29 in FIG. 6 are basically the same as the processing contents of steps S3 and S5 to S9 in FIG.

具体的に、ステップS21では、制御弁22を開弁状態または閉弁状態に切り替えるための信号が入力されるのをモニタする。ステップS22,S24では、制御弁22を開弁状態または閉弁状態に切り替えるための信号の入力の有無を調べる。   Specifically, in step S21, it is monitored that a signal for switching the control valve 22 to an open state or a closed state is input. In steps S22 and S24, it is checked whether or not a signal for switching the control valve 22 to the open state or the closed state is input.

そして、ステップS22で切り替え信号の入力が無いと判定した場合にはステップS23に移行する一方、切り替え信号の入力が有ったと判定した場合にはステップS26に移行する。また、ステップS24で切り替え信号の入力が無いと判定した場合には前記ステップS22に戻る一方、切り替え信号の入力が有ったと判定した場合にはステップS25に移行する。   If it is determined in step S22 that no switching signal is input, the process proceeds to step S23. If it is determined that a switching signal is input, the process proceeds to step S26. If it is determined in step S24 that no switching signal is input, the process returns to step S22. If it is determined that a switching signal is input, the process proceeds to step S25.

ちなみに、例えば図7に示すように、制御弁22が閉弁状態から開弁状態への切り替え信号が入力されることに伴い、制御弁22が正常に作動して開弁した場合には、電動式ウォータポンプ12の回転数が上昇することになる。しかしながら、例えば図8に示すように、制御弁22が閉弁状態から開弁状態への切り替え信号が入力されても、制御弁22が閉故障していて開弁しない場合には、電動式ウォータポンプ12の回転数はほとんど変化しない。   Incidentally, for example, as shown in FIG. 7, when the control valve 22 is normally operated and opened in response to the input of the switching signal from the closed state to the open state, The rotational speed of the water pump 12 will increase. However, for example, as shown in FIG. 8, when the control valve 22 is switched from the closed state to the open state, if the control valve 22 is closed and does not open, The rotation speed of the pump 12 hardly changes.

ここで説明した実施形態の場合でも、上記実施形態と基本的に同様、制御弁22の異常(閉状態のまま作動不良となる閉故障)の有無を、従来例で説明した特許文献1のように圧力センサを用いることなく、比較的簡単な制御ロジックのみで認識することが可能になる。   Even in the case of the embodiment described here, basically, as in the above-described embodiment, whether or not there is an abnormality in the control valve 22 (a closed failure that causes a malfunction in the closed state) is described in Patent Document 1 described in the conventional example. Therefore, it is possible to recognize only by a relatively simple control logic without using a pressure sensor.

(2)上記実施形態では、制御弁22が閉弁状態から開弁状態に切り替わる前後における電動式ウォータポンプ12の回転数の変化を調べることにより制御弁22の異常(閉故障)の有無を判定するようにした例を挙げているが、本発明はこれに限定されるものではない。   (2) In the above embodiment, the presence or absence of abnormality (closed failure) of the control valve 22 is determined by examining the change in the rotational speed of the electric water pump 12 before and after the control valve 22 switches from the closed state to the open state. Although an example is shown, the present invention is not limited to this.

例えば、電動式ウォータポンプ12を一定のデューティー比のPWM信号で駆動している状況において、当該電動式ウォータポンプ12の回転数が変化したときに、この回転数変化が発生したタイミングが、前記制御弁22が閉弁状態から開弁状態に切り替わるタイミングであるときには、制御弁22が正常であると判定することができる。   For example, in a situation where the electric water pump 12 is driven with a PWM signal having a constant duty ratio, when the rotational speed of the electric water pump 12 changes, the timing at which the rotational speed change occurs is the control. When it is time to switch the valve 22 from the closed state to the open state, it can be determined that the control valve 22 is normal.

しかしながら、エンジン運転中において前記回転数変化が発生したタイミングが、前記制御弁22が閉弁状態から開弁状態に切り替わるタイミングでないときには、制御弁22の異常ではなく、外部通路(ラジエータ通路7およびラジエータバイパス通路8)が目詰まりしていることによって冷却液流通状態が異常になっていると判定することが可能になる。   However, when the timing at which the rotational speed change occurs during engine operation is not the timing at which the control valve 22 switches from the closed state to the open state, it is not an abnormality of the control valve 22 but an external passage (the radiator passage 7 and the radiator passage 7). Since the bypass passage 8) is clogged, it can be determined that the coolant flow state is abnormal.

なお、前記制御弁22が閉弁状態から開弁状態に切り替わるタイミングは、図1から図5に示す実施形態の場合だと温度センサ31の出力に基づいて検出することが可能になるが、前記(2)で例示した実施形態の場合であれば制御弁22を開弁状態または閉弁状態に切り替えるための切り替え信号の入力に基づいて検出することが可能である。   The timing at which the control valve 22 switches from the closed state to the open state can be detected based on the output of the temperature sensor 31 in the case of the embodiment shown in FIGS. In the case of the embodiment illustrated in (2), it is possible to detect based on the input of a switching signal for switching the control valve 22 to the valve open state or the valve close state.

ここで説明した実施形態の場合には、制御弁22の異常(閉故障)を検出可能とすることに加えて、外部通路(7,8)の目詰まりによる冷却液流通状態の異常をも検出することが可能になる。   In the case of the embodiment described here, in addition to making it possible to detect an abnormality (closed failure) of the control valve 22, it also detects an abnormality in the coolant flow state due to clogging of the external passages (7, 8). It becomes possible to do.

ところで、エンジン運転前に前記目詰まりが発生している場合でも異常判定を確実に行うために、次のようにすることが考えられる。   By the way, in order to perform the abnormality determination reliably even when the clogging occurs before the engine is operated, the following may be considered.

電動式ウォータポンプ12に供給するPWM信号のデューティー比毎に制御弁22の閉弁時や開弁時における電動式ウォータポンプ12の回転数の正常値を予めマップ化しておく。そして、電動式ウォータポンプ12を駆動してから制御弁22の閉弁時や開弁時における電動式ウォータポンプ12の回転数が前記マップ値に比べて高すぎる場合に、外部通路(ラジエータ通路7およびラジエータバイパス通路8)が目詰まりしていることによって冷却液流通状態が異常になっていると判定することが可能になる。   The normal value of the rotational speed of the electric water pump 12 when the control valve 22 is closed or opened is mapped in advance for each duty ratio of the PWM signal supplied to the electric water pump 12. When the rotational speed of the electric water pump 12 when the control valve 22 is closed or opened after the electric water pump 12 is driven is too high compared to the map value, the external passage (radiator passage 7 In addition, it is possible to determine that the coolant flow state is abnormal because the radiator bypass passage 8) is clogged.

(3)上記実施形態では、ブロック内ウォータジャケット4の冷却液流通方向の下流側をヘッド内ウォータジャケット5に接続した例を挙げているが、本発明はこれに限定されるものではない。   (3) In the above embodiment, an example in which the downstream side of the water jacket 4 in the block in the coolant flow direction is connected to the water jacket 5 in the head is described, but the present invention is not limited to this.

例えば図示していないが、ブロック内ウォータジャケット4とヘッド内ウォータジャケット5とをそれぞれ独立した構成、つまりシリンダブロック2の他端面にブロック内ウォータジャケット4の冷却液排出部を設けるとともに、ラジエータ通路7の冷却液流入側を二股に分岐させるようにし、当該二股に分岐する一方をブロック内ウォータジャケット4の前記冷却液排出部に接続し、前記二股に分岐する他方をヘッド内ウォータジャケット5の冷却液排出部5aに接続させるような構成にすることが可能である。   For example, although not shown, the water jacket 4 in the block and the water jacket 5 in the head are independent from each other, that is, the coolant discharge portion of the water jacket 4 in the block is provided on the other end surface of the cylinder block 2, and the radiator passage 7 The coolant inflow side is branched into two branches, one of the branches is connected to the coolant discharge portion of the water jacket 4 in the block, and the other branch of the two branches is the coolant of the head water jacket 5. It is possible to make it the structure which connects with the discharge part 5a.

(4)上記実施形態において、図示していないが、ラジエータ通路7のヘッド側冷却液還流部7cに制御弁を設けている構成であっても、本発明を適用することが可能である。   (4) Although not shown in the above embodiment, the present invention can be applied even to a configuration in which a control valve is provided in the head side coolant recirculation part 7 c of the radiator passage 7.

(5)上記実施形態では、制御弁22が異常であると判定した場合に当該異常であるという情報を適宜のメモリに保存するようにした例を挙げているが、本発明はこれに限定されるものではなく、そのような情報保存を行わない場合も本発明に含まれる。   (5) In the above embodiment, an example is given in which information indicating that the control valve 22 is abnormal is stored in an appropriate memory when it is determined that the control valve 22 is abnormal. However, the present invention is not limited to this. However, the present invention includes a case where such information storage is not performed.

本発明は、エンジンのウォータジャケットの冷却液を取り出してから戻すためのエンジンの外部通路と、前記ウォータジャケットの冷却液流量を制御するための制御弁と、冷却液を流動させるための電動式ウォータポンプと、この電動式ウォータポンプを制御する制御部とを備えるエンジン冷却装置に好適に適用することが可能である。   The present invention relates to an external passage of an engine for taking out and returning a coolant from an engine water jacket, a control valve for controlling a coolant flow rate of the water jacket, and an electric water for flowing the coolant. The present invention can be suitably applied to an engine cooling device including a pump and a control unit that controls the electric water pump.

1 エンジン
2 シリンダブロック
3 シリンダヘッド
4 ブロック内ウォータジャケット
4a ブロック内ウォータジャケットの冷却液還流部
5 ヘッド内ウォータジャケット
5a ヘッド内ウォータジャケットの冷却液排出部
5b ヘッド内ウォータジャケットの冷却液還流部
7 ラジエータ通路
7a ラジエータ通路の冷却液導入部
7b ラジエータ通路のブロック側冷却液還流部
7c ラジエータ通路のヘッド側冷却液還流部
8 ラジエータバイパス路
11 ラジエータ
12 電動式ウォータポンプ
21 ラジエータ用サーモスタット
22 制御弁
31 温度センサ
100 ECU
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Engine 2 Cylinder block 3 Cylinder head 4 Water jacket in block 4a Coolant return part of water jacket in block 5 Water jacket in head 5a Coolant discharge part of water jacket in head 5b Coolant return part of water jacket in head 7 Radiator Passage 7a Coolant introduction part for radiator passage 7b Block side coolant return part for radiator passage 7c Head side coolant return part for radiator passage 8 Radiator bypass path 11 Radiator 12 Electric water pump 21 Radiator thermostat 22 Control valve 31 Temperature sensor 100 ECU

Claims (5)

エンジンのウォータジャケットの冷却液を取り出してから戻すためのエンジンの外部通路と、前記ウォータジャケットの冷却液流量を制御するための制御弁と、冷却液を流動させるための電動式ウォータポンプと、この電動式ウォータポンプを制御する制御部とを備え、
前記制御部は、前記電動式ウォータポンプの駆動デューティーが一定であるときの当該電動式ウォータポンプの回転数変化に基づいて前記外部通路での冷却液流通状態の異常の有無を判定する、ことを特徴とするエンジン冷却装置。
An external passage of the engine for taking out and returning the coolant of the water jacket of the engine, a control valve for controlling the coolant flow rate of the water jacket, an electric water pump for flowing the coolant, and A control unit for controlling the electric water pump,
The controller determines whether there is an abnormality in the coolant flow state in the external passage based on a change in the rotational speed of the electric water pump when the drive duty of the electric water pump is constant. A featured engine cooling device.
請求項1に記載のエンジン冷却装置において、
前記外部通路は、途中に前記電動式ウォータポンプが設けられかつ前記両ウォータジャケットから排出される冷却液をラジエータを通して前記両ウォータジャケットに戻すためのラジエータ通路と、
このラジエータ通路に前記ラジエータをバイパスするように接続されるラジエータバイパス路と、
前記ラジエータ通路において前記ラジエータよりも冷却液流通方向下流側と前記ラジエータバイパス路の下流側接続部との間に設けられるラジエータ用サーモスタットとを備える、ことを特徴とするエンジン冷却装置。
The engine cooling device according to claim 1, wherein
The external passage is provided with the electric water pump in the middle and a radiator passage for returning the coolant discharged from the water jackets to the water jackets through the radiators;
A radiator bypass path connected to the radiator path to bypass the radiator;
An engine cooling device comprising: a radiator thermostat provided between a downstream side of the radiator passage in a coolant flow direction and a downstream side connecting portion of the radiator bypass passage in the radiator passage.
請求項2に記載のエンジン冷却装置において、
前記ラジエータ通路の冷却液導入部寄りには、当該冷却液導入部寄りの冷却液の温度を前記エンジン出口冷却液温度として検出して前記制御部に入力する温度センサが設置される、ことを特徴とするエンジン冷却装置。
The engine cooling device according to claim 2, wherein
A temperature sensor that detects the temperature of the coolant near the coolant introduction part as the engine outlet coolant temperature and inputs it to the control part is installed near the coolant introduction part of the radiator passage. Engine cooling device.
請求項1から3のいずれか1項に記載のエンジン冷却装置において、
前記制御弁は、冷却液温度の高低に応じて開閉作動するサーモスタットとされ、
前記制御部は、前記エンジン出口冷却液温度が前記サーモスタットの開弁温度未満であるときと前記開弁温度以上であるときとにおいて、一定のデューティー比のPWM信号で駆動されている前記電動式ウォータポンプの回転数をそれぞれ検出し、当該検出した両方の回転数の乖離値が所定値以下であるときに前記制御弁が閉故障していると認識する、ことを特徴とするエンジン冷却装置。
In the engine cooling device according to any one of claims 1 to 3,
The control valve is a thermostat that opens and closes depending on the coolant temperature.
The control unit is configured to drive the electric water driven by a PWM signal having a constant duty ratio when the engine outlet coolant temperature is lower than the valve opening temperature of the thermostat and when the temperature is equal to or higher than the valve opening temperature. An engine cooling apparatus characterized by detecting the number of rotations of each pump and recognizing that the control valve has a closed failure when a difference value between the detected numbers of rotations is equal to or less than a predetermined value.
請求項1または2に記載のエンジン冷却装置において、
前記制御弁は、切り替え信号に応答して開弁または閉弁されるものとされ、
前記制御部は、前記切り替え信号が入力される前後において、一定のデューティー比のPWM信号で駆動されている前記電動式ウォータポンプの回転数をそれぞれ検出し、当該検出した両方の回転数の乖離値が所定値以下であるときに前記制御弁が閉故障していると認識する、ことを特徴とするエンジン冷却装置。
The engine cooling device according to claim 1 or 2,
The control valve is opened or closed in response to a switching signal,
The controller detects the rotational speed of the electric water pump driven by a PWM signal having a constant duty ratio before and after the switching signal is input, and the difference value between the detected rotational speeds. An engine cooling device characterized by recognizing that the control valve is in a closed failure when is below a predetermined value.
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